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西北工业大学考试试题(卷)
2009 -2010 学年第 二学期
开课学院 航 空 学 院 课程 流 体 力 学 基 础 学时
考试日期 2010年06月18日 考试时间 2 小时 考试形式()()卷
题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分
考生班级 学 号 姓 名 填空题(19分,每空1分)
1. 作用在物体上的气动力和力矩,主要取决于 压力 和 剪应力 在物体上的分布。
2. 流体流动遵循的三个基本定理是 质量守恒定理 , 动量定理 , 能量守恒定理 。
3. 有弯度薄翼型的气动中心在 距前缘1/4弦长点处 (位置),对气动中心的力矩系数与攻角 无关 _(有关或无关),压心位置与攻角 有关 (有关或无关);对称薄翼型的气动中心在 _距前缘_1/4弦长点处_____(位置),对气动中心的力矩系数与攻角 无关 (有关或无关),压心位置与攻角无关 (有关或无关)。
4. 有限翼展机翼的阻力主要分为_ 型阻______和______诱导阻力__两部分,同样升力系数的情况下,机翼展弦比越小,诱导阻力系数 越大 。
5. 对于很多流动来讲,有些次要的相似参数可以忽略,只要两个流动的主要相似参数 马赫数 和 雷诺数 相同,则可认为两流动动力学相似。
6. 均匀流, 偶极子流 和 涡流 三种基本流动叠加,可以得到无粘、不可压,绕圆柱的有升力流动。
二、简答体(共40分)
试写出微分形式的流动连续性方程,并分析流动不可压所需要满足的条件;从流动速度散度的物理意义角度出发,分析满足该条件的流动是不压的。(10)
化简可得:
速度散度的物理意义:运动的流体微元单位体积的体积时间变化率
,若速度的散度为零,则说明的随体导数为零,说明微元的体积不随时间变换,则流动是不可压的
流动有势的充分必要条件是什么?流动可叠加的前提条件是什么,简要说明理由。(10)
流动有势的充分必要条件是:速度的旋度为零,即
前提条件:组成流动的各自流动的流函数或势函数均满足线性可叠加的Laplace方程.
理由:Laplace方程满足线性可叠加定理,故可以讲复杂的流动分解成若干简单的流动的现行叠加.
描述翼型后缘库塔条件,当用一个涡面代替薄翼型时,库塔条件的数学表达式是什么?(10)
后缘库塔条件:
1.对于给定的翼型,绕翼型的环量的大小恰好使得流体光滑地流过后缘点
2.如果翼型后缘夹角为有限大小,则后缘点为驻点
3.如果翼型后缘夹角为0,则沿上下表面流过翼型后缘的速度为相等的有限值
将机翼等效为点涡的叠加,则后缘点处的点涡强度
考虑绕半径为的圆柱的无升力流动,设自由来流速度为,且圆柱表面上任一点与圆心的连线和自由来流的夹角为,(1)试给出圆柱表面压强与自由来流压强相等的所有点;(2)若自由来流的速度变为,则为了保持圆柱半径不变,与自由来流叠加形成该圆柱绕流的偶极子的强度应如何变化?(10)
( 1)当圆柱表面压强与自由来流压强相等时,Cp=0.
由可得,所以=,,,
(2)由公式可得应变为原来的两倍
注:1. 命题纸上一般不留答题位置,试题请用小四、宋体打印且不出框。
2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。 共2页 第1页
西北工业大学命题专用纸
三、计算题(共45分)
注:
标准海平面大气压强:,密度:
1. 一无限薄的平板(即忽略其厚度),其弦长为m,超音速来流攻角为,平板上下表面的压强和剪应力分布分别为:,,,,其中x为平板上的点据平板前缘的距离,压强和剪应力的单位为:N/m2,求平板所受到的法向力N和轴向力A,升力L和阻力D,以及绕前缘和处的力矩。(10分)
解:
则
则
代入数据,则
则
2. 翼型在海平面的飞行速度为60m/s,气流沿翼型表面某点的速度为90m/s,求该点的压强。若翼型放置在入口连接海平面大气的直流风洞(风扇在实验段后)实验段内,测得该点有相同的压强,则该点处的速度为多少?(10分)
解:海平面的压强为1.0132X105Pa,则由伯努利方程可得
对于在海平面处具有相同压强点处而言,根据前面计算得V=90m/s
3. 薄翼型的零升攻角为,弦长2米,以60 m
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